JP2014173821A - Heat pump operation method and heat supply system using heat pump operation method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、容量制御機能を有する複数台のヒートポンプと、各ヒートポンプによって冷却または加熱された熱媒体の冷熱または温熱を利用する所定の設備とを備えた熱供給システムにおける前記ヒートポンプの運転方法に関する。 The present invention relates to an operation method of the heat pump in a heat supply system including a plurality of heat pumps having a capacity control function and predetermined equipment using cold or hot heat of a heat medium cooled or heated by each heat pump.
この種の熱供給システムでは、一般に設備が必要とする熱媒体の量が季節や気象などによる外気温の変化を含む様々な条件によって大きく変動するため、このような設備が必要とする熱媒体の量の変化に関わらず高いエネルギー消費効率が得られるヒートポンプの運転方法が求められている。 In this type of heat supply system, the amount of heat medium required by the equipment generally varies greatly depending on various conditions including changes in the outside air temperature due to the season, weather, etc. There is a need for a heat pump operating method that can achieve high energy consumption efficiency regardless of changes in quantity.
このようなヒートポンプの運転方法に関連する先行技術文献情報として、冷凍機（ヒートポンプの一例）の運転方法に関する下記の特許文献１がある。 As prior art document information relating to the operation method of such a heat pump, there is the following Patent Document 1 relating to the operation method of a refrigerator (an example of a heat pump).
特許文献１に記された冷凍機運転方法は、システム全体のエネルギー消費効率を最大限に引き出すために、一般に冷凍機において部分負荷状態のときの方が全負荷状態のときよりもエネルギー消費効率が高いという点に着目して、冷熱供給システム（熱供給システムの一例）全体の負荷が複数台の冷凍機にとって部分負荷状態となった場合には、各冷凍機をＯＮ／ＯＦＦ制御してそれぞれを部分負荷運転させること、具体的には、その時の冷熱供給システム全体の負荷に応じて、より多くの冷凍機が最もＣＯＰ（冷凍機などのヒートポンプの運転効率すなわちCoefficient of Performanceの略で、一定の冷却能力または加熱能力を引き出すために必要とされる消費動力が小さいほどＣＯＰが高い）が高い運転容量で運転されるように、冷凍機の運転台数と、運転させる冷凍機毎の運転容量を予め用意された組み合わせの中から選択することが提案されている。 In the refrigerator operating method described in Patent Document 1, in order to maximize the energy consumption efficiency of the entire system, the energy consumption efficiency of the refrigerator is generally higher in the partial load state than in the full load state. Paying attention to the high point, if the total load of the cooling / heating system (an example of the heating system) is in a partial load state for multiple refrigerators, turn each refrigerator on / off to Depending on the load of the entire cold supply system at that time, more refrigerators are the most COP (Coefficient of Performance, that is, the efficiency of the heat pump of the refrigerator, that is, the constant of performance, The chiller cab is operated so that the lower the power consumption required to extract the cooling capacity or the heating capacity, the higher the COP). When, be selected from among the combinations prepared the operating capacity of each chiller be operated in advance it has been proposed.
しかし、特許文献１に記された冷凍機運転方法では、冷熱供給システム全体の負荷が複数台の冷凍機にとって部分負荷状態とならず、全負荷状態となった場合には、冷凍機の全台数をＣＯＰの低い１００％という運転容量で運転させる結果となるため、必ずしも高いエネルギー消費効率が得られないという問題があった。 However, in the refrigerator operating method described in Patent Document 1, when the load of the entire cooling / heating system does not become a partial load state for a plurality of refrigerators but becomes a full load state, the total number of refrigerators As a result, the energy consumption efficiency is not always obtained.
また、特許文献１に記された冷凍機運転方法では、予め用意された組み合わせの中から選択する方法をとるので、その時の冷熱供給システム全体の負荷次第では、例えば全部で４台ある冷凍機のうちの２台は最もＣＯＰの高い７５％という運転容量で運転させるが別の１台はＣＯＰが最大とならない５０％という運転容量で運転させる必要があるなど、運転させる冷凍機のうちの一台を必ずしもＣＯＰの高くない運転容量で運転させなければならない場合があった。 Moreover, in the refrigerator operating method described in Patent Document 1, since a method of selecting from combinations prepared in advance is taken, depending on the load of the entire cooling power supply system at that time, for example, a total of four refrigerators are used. One of the refrigerators to be operated, such as two of them must be operated at an operating capacity of 75%, which has the highest COP, and the other one must be operated at an operating capacity of 50%, which does not maximize COP. May have to be operated with an operating capacity not necessarily high in COP.
さらに、特許文献１に記された冷凍機運転方法では、事前に想定しておく組み合わせの数が少ない場合は、具体的な冷熱供給システム全体の或る負荷に対して最もＣＯＰの高い組み合わせを選択しても、十分に高いＣＯＰを得ることができない事例が発生し易かった。他方、十分に高いＣＯＰを得るためには、事前に想定する組み合わせの数を著しく多くする必要があり、結果的に最もＣＯＰが高い最良の組み合わせを得るためには、一般のコンピュータでは結果を出すのに長い時間がかかるような非常に多量の数値演算を行う必要が生じるので、必ずしも現実的な方法とはいえなかった。 Furthermore, in the refrigerator operating method described in Patent Document 1, when the number of combinations assumed in advance is small, the combination having the highest COP is selected for a specific load of the entire cooling / heating system. Even so, there were easy cases in which a sufficiently high COP could not be obtained. On the other hand, in order to obtain a sufficiently high COP, it is necessary to significantly increase the number of combinations assumed in advance. As a result, in order to obtain the best combination having the highest COP, a general computer produces a result. However, since it is necessary to perform a very large amount of numerical operations that take a long time, it is not always a realistic method.
本発明の目的は、上に例示した従来技術が与える課題に鑑み、その時の熱供給システム全体の負荷の値の如何など、可及的に様々な条件において全てのヒートポンプをなるだけ均等に最もＣＯＰの高い運転容量で運転させることが可能なヒートポンプ運転方法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the problems given by the prior art exemplified above, and to ensure that all heat pumps are equally COP as equally as possible under various conditions as much as possible, such as the load value of the entire heat supply system at that time. An object of the present invention is to provide a heat pump operation method that can be operated with a high operation capacity.
本発明の他の目的は、一般的に入手可能な比較的簡単な制御装置を用いて実現が可能なヒートポンプ運転方法及び同ヒートポンプ運転方法を用いた熱供給システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a heat pump operation method that can be realized using a relatively simple control device that is generally available, and a heat supply system using the heat pump operation method.
本発明によるヒートポンプ運転方法の特徴構成は、
容量制御機能を有するヒートポンプと、前記ヒートポンプによって冷却または加熱された熱媒体を利用する所定の設備とを備え、前記ヒートポンプによって作られた熱媒体は熱バッファタンクを経て前記設備に供給される熱供給システムにおける、前記ヒートポンプの運転方法であって、
互いに運転容量が等しく、且つ、少なくとも全台を最も運転効率の高い運転容量で稼動した場合の運転総容量が前記設備における最大需要を超えるように決められた台数（Ｎ）の前記ヒートポンプを前記熱バッファタンクに対して並列に接続し、
前記設備において必要とされる熱容量（Ｑ）を判定する必要熱量判定ステップと、
前記必要熱量判定ステップによって判定された熱容量（Ｑ）に応じたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定ステップと、
前記運転総容量判定ステップによって判定されたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適したヒートポンプの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定ステップと、を有し、
前記ヒートポンプはＣＯＰ（運転効率）が極大となる所定の最適運転容量（Ｙ％）を備えており、
前記運転総容量判定ステップでは、前記必要熱量判定ステップによって判定された熱容量（Ｑ）を前記ヒートポンプの１台当たりの最大運転容量と全台数（ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、前記最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値を前記運転総容量（Ｚ％）とする点にある。
The characteristic configuration of the heat pump operation method according to the present invention is as follows:
A heat pump having a capacity control function, and a predetermined facility that uses a heat medium cooled or heated by the heat pump, and the heat medium produced by the heat pump is supplied to the facility through a heat buffer tank. A method of operating the heat pump in a system, comprising:
The heat pumps of the number (N) determined so that the total operation capacity when the operation capacity is equal to each other and at least all the units are operated with the operation capacity with the highest operation efficiency exceeds the maximum demand in the facility are used. Connect in parallel to the buffer tank,
A necessary heat amount determination step for determining a heat capacity (Q) required in the facility;
A total operation capacity determination step for determining a total operation capacity (Z%) of the heat pump according to the heat capacity (Q) determined by the necessary heat amount determination step;
An operating unit determination step for determining the number of operating heat pumps (Nr) suitable for operation at maximum efficiency, based on the total operating capacity (Z%) of the heat pump determined in the operating total capacity determining step. ,
The heat pump has a predetermined optimum operating capacity (Y%) at which COP (operating efficiency) is maximized,
In the total operation capacity determination step, the minimum operation obtained by dividing the heat capacity (Q) determined in the necessary heat amount determination step by the product of the maximum operation capacity per unit of the heat pump and the total number (n). The larger value of the capacity (X%) and the optimum operating capacity (Y%) is the point that the total operating capacity (Z%) is set.
また、本発明による熱供給システムの特徴構成は、
容量制御機能を有するヒートポンプと、前記ヒートポンプによって冷却または加熱された熱媒体の冷熱または温熱を利用する所定の設備とを備え、前記ヒートポンプによって作られた熱媒体はバッファタンクを経て前記設備に供給される熱供給システムであって、
互いに運転容量が等しく、且つ、少なくとも全台を最も運転効率の高い運転容量で稼動した場合の運転総容量が前記設備における最大需要を超えるように決められた台数（Ｎ）の前記ヒートポンプが前記バッファタンクに対して並列に接続されており、
前記設備において必要とされる熱容量（Ｑ）を判定する必要熱量判定部と、前記必要熱量判定部によって判定された熱容量（Ｑ）に応じたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定部と、前記運転総容量判定部によって判定されたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適したヒートポンプの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定部とを有する制御装置を備え、
前記ヒートポンプはＣＯＰ（運転効率）が極大となる所定の最適運転容量（Ｙ％）を備えており、
前記運転総容量判定部は、前記必要熱量判定部によって判定された熱容量（Ｑ）を前記ヒートポンプの１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、前記最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値を前記運転総容量（Ｚ％）とする点にある。
The characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is as follows.
A heat pump having a capacity control function; and a predetermined facility that uses cold or hot heat of the heat medium cooled or heated by the heat pump, and the heat medium produced by the heat pump is supplied to the facility through a buffer tank. A heat supply system,
The heat pumps of the number (N) determined so that the total operation capacity when the operation capacity is equal to each other and at least all the units are operated with the operation capacity with the highest operation efficiency exceeds the maximum demand in the facility is the buffer. Connected in parallel to the tank,
A required heat quantity determination unit that determines the heat capacity (Q) required in the facility, and a total operation capacity that determines the total operation capacity (Z%) of the heat pump according to the heat capacity (Q) determined by the required heat quantity determination unit. A capacity determining unit and an operating number determining unit for determining the number of operating heat pumps (Nr) suitable for operation at maximum efficiency based on the total operating capacity (Z%) of the heat pump determined by the total operating capacity determining unit And a control device having
The heat pump has a predetermined optimum operating capacity (Y%) at which COP (operating efficiency) is maximized,
The total operation capacity determination unit is the minimum operation obtained by dividing the heat capacity (Q) determined by the necessary heat amount determination unit by the product of the maximum operation capacity per unit of the heat pump and the total number (N). The larger value of the capacity (X%) and the optimum operating capacity (Y%) is the point that the total operating capacity (Z%) is set.
上記の特徴構成を備えたヒートポンプ運転方法及び同ヒートポンプ運転方法を用いた熱供給システムでは、設備における需要が最大となった場合でも、少なくともヒートポンプの全台を用いることによって、全てのヒートポンプを最も運転効率の高い運転容量で稼動させた状態で需要を満たすことができるので、基本的に常にエネルギー消費効率の高いヒートポンプ運転を実現できる。 In the heat pump operation method and the heat supply system using the heat pump operation method having the above-described characteristic configuration, even when the demand in the facility is maximized, at least all of the heat pumps are operated most by using all the heat pumps. Since the demand can be met in a state where it is operated with a high operating capacity, heat pump operation with high energy consumption efficiency can be realized at all times.
また、運転総容量判定では、必要熱量判定によって判定された熱容量（Ｑ）をヒートポンプの１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値を運転総容量（Ｚ％）とするという簡単な操作に基づいて、運転総容量（Ｚ％）を制御装置に簡単に判定させることができる。したがって、多数の組み合わせに基づく多量の数値演算を行う必要がないので、一般的なＣＰＵを用いた制御装置を用いても短時間で結論を得ることができる。 In the total operation capacity determination, the minimum operation capacity (X) obtained by dividing the heat capacity (Q) determined by the necessary heat amount determination by the product of the maximum operation capacity per unit of heat pump and the total number (N). %) And the optimal operating capacity (Y%), which is the larger value, the total operating capacity (Z%) is easily determined by the controller based on the simple operation of setting the total operating capacity (Z%). be able to. Therefore, since it is not necessary to perform a large amount of numerical operations based on a large number of combinations, a conclusion can be obtained in a short time even if a control device using a general CPU is used.
本発明によるヒートポンプ運転方法の他の特徴構成は、
前記必要熱量判定ステップでは、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が所定の下方基準値を下回ったときに、前記設備における現在の熱媒体使用量に１以上の係数αを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定し、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも大きい所定の上方基準値を上回ったときに、前記現在の熱媒体使用量に１以下の係数βを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定する点にある。
Other characteristic configurations of the heat pump operation method according to the present invention include:
In the necessary heat amount determination step,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank falls below a predetermined lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount in the facility by a coefficient α of 1 or more is a necessary heat capacity (Q). Judgment,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank exceeds a predetermined upper reference value larger than the lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount by a coefficient β of 1 or less is required. The point is to determine the heat capacity (Q).
同様に、本発明による熱供給システムの他の特徴構成は、
前記必要熱量判定部は、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が所定の下方基準値を下回ったときに、前記設備における現在の熱媒体使用量に１以上の係数αを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定し、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも大きい所定の上方基準値を上回ったときに、前記現在の熱媒体使用量に１以下の係数βを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定する点にある。
Similarly, other features of the heat supply system according to the present invention include:
The necessary heat amount determination unit
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank falls below a predetermined lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount in the facility by a coefficient α of 1 or more is a necessary heat capacity (Q). Judgment,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank exceeds a predetermined upper reference value larger than the lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount by a coefficient β of 1 or less is required. The point is to determine the heat capacity (Q).
本構成のようなヒートポンプ運転方法及び熱供給システムであれば、バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量に応じて、設備における現在の熱媒体使用量に１以上の係数αまたは１以下の係数βを乗じるという簡単な演算によって必要な熱容量（Ｑ）を算出することができる。 In the heat pump operation method and the heat supply system as in this configuration, the current heat medium usage in the facility is a coefficient α of 1 or more or a coefficient β of 1 or less depending on the amount of the heat medium accumulated in the buffer tank. The necessary heat capacity (Q) can be calculated by a simple calculation of multiplying by.
本発明によるヒートポンプ運転方法及び熱供給システムの他の特徴構成は、
前記熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記上方基準値よりも高い上限値を上回ったときは、前記ヒートポンプの全台数（Ｎ）の運転を停止させ、
前記熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも低い下限値を下回ったときは、前記ヒートポンプの全台数（Ｎ）を最大能力で運転させる点にある。
Other characteristic configurations of the heat pump operation method and the heat supply system according to the present invention include:
When the amount of the heat medium stored in the heat buffer tank exceeds the upper limit value higher than the upper reference value, the operation of all the heat pumps (N) is stopped,
When the amount of the heat medium stored in the heat buffer tank falls below the lower limit value lower than the lower reference value, all the heat pumps (N) are operated at the maximum capacity.
本発明に係るヒートポンプ運転方法及び熱供給システムでは、熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が下方基準値を下回ったときには現在の熱媒体使用量に１以上の係数を乗じ、蓄積量が上方基準値を上回ったときには現在の熱媒体使用量に１以下の係数を乗じて、必要な熱容量（Ｑ）とするので、基本的に熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量は上方基準値と下方基準値点との間の領域付近で推移することが予測される。但し、設備における熱媒体使用量が急激に変動した場合などには、熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が上方基準値と下方基準値点との間の領域から比較的大きく上方または下方に超える可能性がある。 In the heat pump operation method and the heat supply system according to the present invention, when the amount of the heat medium being accumulated in the heat buffer tank falls below the lower reference value, the current heat medium use amount is multiplied by a coefficient of 1 or more, and the accumulated amount is increased. When the value exceeds the reference value, the current heat medium usage is multiplied by a coefficient of 1 or less to obtain the required heat capacity (Q). Therefore, the amount of heat medium stored in the heat buffer tank is basically the upper reference value. It is predicted that the transition will occur in the vicinity of the region between the lower reference value point. However, when the amount of heat medium used in the facility fluctuates suddenly, the amount of heat medium accumulated in the heat buffer tank is relatively large above or below the area between the upper reference value and the lower reference value point. There is a possibility of exceeding.
しかし、本構成のようなヒートポンプ運転方法及び熱供給システムであれば、熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が上方基準値よりも高い上限値を上回ったときは、ヒートポンプの全台数（Ｎ）の運転を停止させ、熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が下方基準値よりも低い下限値を下回ったときは、例外的にヒートポンプの全台数（Ｎ）を最大能力で運転させるので、熱バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量は、比較的短時間で再び、高い運転効率が得られる上方基準値と下方基準値点との間の領域付近に戻される。 However, in the heat pump operation method and the heat supply system as in this configuration, when the amount of the heat medium stored in the heat buffer tank exceeds the upper limit value higher than the upper reference value, the total number of heat pumps (N ) Is stopped, and when the amount of heat medium stored in the heat buffer tank falls below the lower limit value lower than the lower reference value, the total number of heat pumps (N) is exceptionally operated at the maximum capacity. The amount of the heat medium stored in the heat buffer tank is returned to the vicinity of the region between the upper reference value and the lower reference value point at which high operating efficiency can be obtained again in a relatively short time.
本発明によるヒートポンプ運転方法の他の特徴構成は、前記ヒートポンプは、周辺の外気温が基準値以上の場合は散水実施モードで運転され、周辺の外気温が前記基準値未満の場合は散水非実施モードで運転される空冷式冷凍機であり、
少なくとも前記運転総容量判定ステップに先行して、周辺の外気温に基づいて、前記空冷式冷凍機を前記散水実施モードと前記散水非実施モードとのいずれで運転するか判定する散水判定ステップを有する点にある。
Another feature of the heat pump operation method according to the present invention is that the heat pump is operated in a watering mode when the ambient outside air temperature is equal to or higher than a reference value, and is not watered when the ambient outside air temperature is less than the reference value. An air-cooled refrigerator operated in a mode,
Prior to at least the operation total capacity determination step, it has a watering determination step of determining whether the air-cooled refrigerator is operated in the watering execution mode or the watering non-execution mode based on the ambient outside air temperature. In the point.
本発明による熱供給システムの他の特徴構成は、前記ヒートポンプは、周辺の外気温が基準値以上の場合は散水実施モードで運転され、周辺の外気温が前記基準値未満の場合は散水非実施モードで運転される空冷式冷凍機であり、
少なくとも前記運転総容量判定部による判定に先行して、周辺の外気温に基づいて、前記空冷式冷凍機を前記散水実施モードと前記散水非実施モードとのいずれで運転するか判定する散水判定部を有する点にある。
Another feature of the heat supply system according to the present invention is that the heat pump is operated in a watering mode when the ambient outside air temperature is equal to or higher than a reference value, and is not sprinkled when the surrounding outside air temperature is less than the reference value. An air-cooled refrigerator operated in a mode,
Prior to at least the determination by the total operation capacity determination unit, a watering determination unit that determines whether the air-cooled refrigerator is operated in the watering execution mode or the watering non-execution mode based on the ambient outside air temperature. It is in the point which has.
本構成のようなヒートポンプ運転方法及び熱供給システムであれば、周辺の外気温が基準値以上の場合は、自動的にヒートポンプを非常に運転効率の高い散水実施モードで運転させるので、結果的に確実にエネルギー消費効率の高いヒートポンプ運転方法を実現できる。 In the case of the heat pump operation method and the heat supply system as in this configuration, when the ambient outside air temperature is equal to or higher than the reference value, the heat pump is automatically operated in the watering execution mode with very high operation efficiency. A heat pump operation method with high energy consumption efficiency can be realized.
本発明によるヒートポンプ運転方法の他の特徴構成は、前記運転総容量判定ステップによって判定された運転容量での前記ヒートポンプの運転容量の制御を、前記熱バッファタンクから前記ヒートポンプの入力部に供給される熱媒体の温度の調整によって実施する点にある。 In another aspect of the heat pump operation method according to the present invention, control of the operation capacity of the heat pump at the operation capacity determined in the operation total capacity determination step is supplied from the heat buffer tank to the input unit of the heat pump. It is in the point of carrying out by adjusting the temperature of the heat medium.
同様に、本発明による熱供給システムの他の特徴構成は、前記運転総容量判定部によって判定された運転容量での前記ヒートポンプの運転容量の制御を、前記バッファタンクから前記ヒートポンプの入力部に供給される熱媒体の温度の調整によって実施する手段を備えている点にある。 Similarly, another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that the control of the operation capacity of the heat pump at the operation capacity determined by the total operation capacity determination unit is supplied from the buffer tank to the input unit of the heat pump. It is in the point provided with the means to implement by adjustment of the temperature of the heat carrier to be performed.
ヒートポンプの運転容量の制御は、ヒートポンプ出口温度、ヒートポンプへの供給流量、ヒートポンプ入口温度のいずれかの調整で実施できるが、ヒートポンプ出口温度は冷却または加熱したい目的温度と同義で変動させることはできず、また、ヒートポンプへの供給流量を変化させると、比較的多数台のヒートポンプが存在し、かつ、設備に含まれる冷熱使用機器または温熱使用機器の種類や数も多岐にわたる場合はシステム全体の流量バランスや圧力バランスが大きく変動して、安定的にシステム稼働できない虞がある。そこで、本構成のヒートポンプ運転方法及び熱供給システムのように、熱バッファタンクから前記ヒートポンプの入力部に供給される熱媒体の温度の調整によって実施する構成とすれば、比較的多数台のヒートポンプが存在し、かつ、設備に含まれる冷熱使用機器または温熱使用機器の種類や数も多岐にわたる場合でも、流量バランスや圧力バランスが余り大きく変動せず、安定的にシステムを稼働させることが可能となる。 The heat pump operating capacity can be controlled by adjusting any of the heat pump outlet temperature, the supply flow rate to the heat pump, or the heat pump inlet temperature, but the heat pump outlet temperature cannot be changed in the same meaning as the target temperature to be cooled or heated. In addition, if the supply flow rate to the heat pump is changed, if there are a relatively large number of heat pumps, and the types and number of equipment that uses cold and / or heat included in the facility vary, the flow rate balance of the entire system Otherwise, the pressure balance may fluctuate greatly and the system may not operate stably. Then, if it is set as the structure implemented by adjusting the temperature of the heat medium supplied to the input part of the said heat pump from a heat buffer tank like the heat pump operating method and heat supply system of this structure, comparatively many heat pumps will be provided. Even if there is a wide variety of types and number of equipment that uses cold and / or heat included in the facility, the flow rate balance and pressure balance do not fluctuate so much that the system can be operated stably. .
本発明によるヒートポンプ運転方法の他の特徴構成は、前記ヒートポンプから前記熱バッファタンクに向かう熱供給流路と、前記熱バッファタンクから前記ヒートポンプに向かう熱戻り流路との間をバイパス路によって接続し、
前記熱戻り流路と前記バイパス路との接続部に三方弁を設け、
前記三方弁の操作角度によって、前記ヒートポンプに進入する熱媒体の量と、前記バイパス路に進入する熱媒体の量との比率を制御することで、前記入力部に供給される熱媒体の温度調整を実施する点にある。
Another feature of the heat pump operation method according to the present invention is that a bypass is connected between a heat supply flow path from the heat pump to the heat buffer tank and a heat return flow path from the heat buffer tank to the heat pump. ,
A three-way valve is provided at the connection between the heat return channel and the bypass channel,
The temperature adjustment of the heat medium supplied to the input unit is controlled by controlling the ratio of the amount of the heat medium entering the heat pump and the amount of the heat medium entering the bypass path according to the operation angle of the three-way valve. There is in point to carry out.
同様に、本発明による熱供給システムの他の特徴構成は、前記ヒートポンプから前記バッファタンクに向かう熱供給流路と、前記バッファタンクから前記ヒートポンプに向かう熱戻り流路とがバイパス路によって接続されており、
前記熱戻り流路と前記バイパス路との接続部に三方弁が設けられており、
前記制御装置は、前記三方弁の操作角度によって、前記ヒートポンプに進入する熱媒体の量と、前記バイパス路に進入する熱媒体の量との比率を制御することで、前記入力部に供給される熱媒体の温度調整を実施する点にある。
Similarly, another characteristic configuration of the heat supply system according to the present invention is that a heat supply flow path from the heat pump to the buffer tank and a heat return flow path from the buffer tank to the heat pump are connected by a bypass path. And
A three-way valve is provided at the connection between the heat return channel and the bypass channel,
The control device is supplied to the input unit by controlling a ratio between the amount of the heat medium entering the heat pump and the amount of the heat medium entering the bypass path according to an operation angle of the three-way valve. The point is to adjust the temperature of the heat medium.
本構成のようなヒートポンプ運転方法及び熱供給システムであれば、ヒートポンプの運転容量の制御のために行う、熱バッファタンクから前記ヒートポンプの入力部に供給される熱媒体の温度の調整を、三方弁という簡単な装置の設置と、この三方弁の操作角度という簡単な操作で合理的に実現できる。 In the heat pump operation method and heat supply system as in this configuration, the temperature of the heat medium supplied from the heat buffer tank to the input portion of the heat pump is adjusted for controlling the operation capacity of the heat pump by using a three-way valve. This can be realized rationally by installing a simple device and a simple operation of operating the three-way valve.
以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
（冷熱供給システムの概略構成）
図１は熱供給システムの一例である冷熱供給システムを示している。この冷熱供給システムは、多数の空冷式の冷凍機Ｒ（Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎ）からなる冷熱生成部ＲＳと、これらの冷熱生成部ＲＳで作られた冷熱流体（熱媒体の一例）を利用する任意の設備ＣＰ（ビール製造設備など）とを備える。尚、ここでは冷凍機Ｒがヒートポンプの一例として用いられている。
冷熱生成部ＲＳと設備ＣＰとは、冷熱流体を蓄積可能な冷熱バッファタンクＢＴ（熱バッファタンクの一例）を介して接続されており、設備ＣＰは必要とする量の冷熱流体を継続的にバッファタンクＢＴから抽出できるように構成されている。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated, referring drawings.
(Schematic configuration of the cold energy supply system)
FIG. 1 shows a cold supply system that is an example of a heat supply system. This cold heat supply system includes a cold heat generation unit RS composed of a large number of air-cooled refrigerators R (R1, R2,... Rn), and a cold heat fluid (an example of a heat medium) made by these cold heat generation units RS. Optional equipment CP (such as beer manufacturing equipment). Here, the refrigerator R is used as an example of a heat pump.
The cold generator RS and the equipment CP are connected via a cold buffer tank BT (an example of a thermal buffer tank) capable of storing a cold fluid, and the equipment CP continuously buffers a required amount of the cold fluid. It is comprised so that it can extract from tank BT.
すなわち、冷凍機Ｒと設備ＣＰとを配管だけで直接接続すれば、冷凍機Ｒは作成する冷熱量を常に設備ＣＰにおける需要量に合わせる必要があるが、冷凍機の稼働直後の追従性の悪さや、その他の変動要因を考量して、冷熱生成部ＲＳと設備ＣＰとの間に冷熱バッファタンクＢＴが設けることが一般的である。 In other words, if the refrigerator R and the equipment CP are directly connected only by piping, the refrigerator R needs to always match the amount of heat generated by the demand in the equipment CP, but the followability immediately after the operation of the refrigerator is poor. In addition, it is general that a cold buffer tank BT is provided between the cold heat generation unit RS and the equipment CP in consideration of other fluctuation factors.
このように冷熱バッファタンクＢＴを設けておくと、設備ＣＰでの使用量に直接追従した冷熱量を冷凍機Ｒに確保させる必要はなく、設備ＣＰでの使用量の急激な変化を冷熱バッファタンクＢＴ内に存在する冷熱量の増減によって吸収させることで、冷凍機Ｒの発停頻度を抑制でき、安定した運転が可能となる。 If the cold buffer tank BT is provided in this way, it is not necessary for the refrigerator R to secure the amount of heat directly following the amount of use in the equipment CP, and a sudden change in the amount of use in the equipment CP Absorption by increasing / decreasing the amount of cold heat present in the BT can suppress the frequency of the start and stop of the refrigerator R, and enables stable operation.
個々の冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎとしては、互いに運転容量が等しい同一構造の冷凍機が用いられており、冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの全数が冷熱バッファタンクＢＴに対して並列に接続されている。また、個々の冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの運転容量は制御装置２０を介して制御可能に構成されている。
制御装置２０は、設備ＣＰにおいて必要とされる熱容量（Ｑ）を判定する必要熱量判定部２１と、必要熱量判定部によって判定された熱容量（Ｑ）に応じた冷凍機Ｒの運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定部２２と、運転総容量判定部によって判定された冷凍機Ｒの運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適した冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定部２３とを有する。
As the individual refrigerators R1, R2,... Rn, refrigerators having the same structure are used, and the total number of the refrigerators R1, R2,. Connected in parallel. In addition, the operation capacities of the individual refrigerators R1, R2,... Rn are configured to be controllable via the
The
冷熱生成部ＲＳ（または各冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎ）と冷熱バッファタンクＢＴとの間には、共通供給流路２Ｂと共通戻り流路５Ｂとが設けられている。
個々の冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎと共通供給流路２Ｂとは個別供給流路２Ａ１，２Ａ２，...２Ａｎによって接続され、個々の冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎと共通戻り流路５Ｂとは個別戻り流路５Ａ１、５Ａ２，...５Ａｎによって接続されている。
共通供給流路２Ｂと冷熱バッファタンクＢＴとは第１冷熱供給流路２Ｃによって接続されており、冷熱バッファタンクＢＴと共通戻り流路５Ｂとは第１冷熱戻り流路５Ｃによって接続されている。
また、冷熱バッファタンクＢＴの冷熱出口と設備ＣＰとは第２冷熱供給流路３（熱供給流路の一例）によって接続されており、設備ＣＰと冷熱バッファタンクＢＴの冷熱回収口とは第２冷熱戻り流路４（熱戻り流路の一例）によって接続されている。
A common
The individual refrigerators R1, R2,... Rn and the
The
Further, the cooling outlet of the cold buffer tank BT and the facility CP are connected by a second cold supply channel 3 (an example of a heat supply channel), and the facility CP and the cold recovery port of the cold buffer tank BT are the second. They are connected by a cold return channel 4 (an example of a heat return channel).
冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの台数（Ｎ）は、少なくとも冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの全台を全て最大運転容量で稼動した場合に全体として得られる運転総容量が、設備ＣＰにおいて想定される最大需要を上回るように決められている。設備ＣＰにおいて想定される最大需要が大きく増加した場合は台数（Ｎ）も増やされる。このように、設備ＣＰにおいて想定される最大需要に基づいて冷凍機の台数（Ｎ）を決める操作も既に本発明による方法の一部となっている。 The number (N) of the refrigerators R1, R2,... Rn is the total operating capacity obtained as a whole when all the refrigerators R1, R2,. It is determined to exceed the maximum demand assumed in the facility CP. When the maximum demand assumed in the facility CP is greatly increased, the number (N) is also increased. Thus, the operation of determining the number (N) of refrigerators based on the maximum demand assumed in the facility CP is already part of the method according to the present invention.
各冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎから共通供給流路２Ｂに延びている個別供給流路２Ａ１，２Ａ２，...２Ａｎには、流路を開閉操作可能な開閉バルブが制御装置２０を介して制御可能に介装されている。 Each of the individual supply channels 2A1, 2A2,... 2An extending from the refrigerators R1, R2,. Via a controllable via.
（冷凍機運転方法の構成）
この冷熱供給システムでは、冷凍機Ｒとして空冷式冷凍機（ヒートポンプの一例）が用いられているため、冷凍機Ｒの曝される外気温度が所定の基準温度よりも高い場合は、散水操作の実施によって、気化熱で周辺気温を低下させることで、運転効率を向上させることができる。
(Configuration of refrigerator operation method)
In this cold energy supply system, since an air-cooled refrigerator (an example of a heat pump) is used as the refrigerator R, when the outside air temperature to which the refrigerator R is exposed is higher than a predetermined reference temperature, a watering operation is performed. Thus, the operation efficiency can be improved by lowering the ambient temperature with the heat of vaporization.
但し、本明細書では、本発明による冷凍機運転方法について、以下の第１実施形態では、空冷式ではない冷凍機を用いた場合や空冷式冷凍機を用いながらも何らかの理由で散水操作を行わない場合を考慮して、周辺温度などの条件と無関係に散水操作を行わない構成について記載し、それに続く第２実施形態では、空冷式冷凍機を用い、且つ、周辺温度などの条件次第で散水操作を行う構成について記載する。 However, in the present specification, in the refrigerator operating method according to the present invention, in the following first embodiment, a watering operation is performed for some reason even when a non-air-cooled refrigerator or an air-cooled refrigerator is used. In consideration of the case where there is not, the configuration in which the watering operation is not performed regardless of the conditions such as the ambient temperature is described, and in the second embodiment that follows, an air-cooled refrigerator is used and the watering is performed depending on the conditions such as the ambient temperature. A configuration for performing the operation will be described.
〔第１実施形態〕
本発明による冷凍機運転方法（ヒートポンプ運転方法の一例）は、設備ＣＰにおいて想定される最大需要に基づいて冷凍機Ｒの台数（Ｎ）を決め、そのように決められた台数（Ｎ）の冷凍機Ｒを冷熱バッファタンクＢＴに接続する操作を完了して以後は、基本的に、以下の３つのステップを有する。
[First Embodiment]
In the refrigerator operating method (an example of the heat pump operating method) according to the present invention, the number (N) of refrigerators R is determined based on the maximum demand assumed in the facility CP, and the number of refrigerators (N) determined as such is determined. After the operation of connecting the machine R to the cold buffer tank BT is completed, basically, the following three steps are included.
（１）制御装置２０の必要熱量判定部２１が、設備ＣＰにおいて必要とされている冷熱容量（Ｑ）を判定する必要冷熱量判定ステップ（必要熱量判定ステップの一例）。
（２）制御装置２０の運転総容量判定部２２が、必要冷熱量判定ステップによって判定された冷熱容量（Ｑ、熱容量の一例）に対応して必要となる冷熱生成部ＲＳの運転容量、すなわち冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの全台数による運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定ステップ。
（３）制御装置２０の稼働台数判定２３が、運転総容量判定ステップによって判定された必要な運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適した冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定ステップ。
(1) Necessary heat
(2) The operating capacity of the cold generator RS required by the total operating
(3) The
（必要冷熱量判定ステップ）
本ステップでは設備ＣＰにおいて必要とされている冷熱容量（Ｑ）を判定する。その判定方法として、基本的に、冷熱バッファタンクＢＴに蓄積中の冷熱流体の量が次段落に規定する下方基準値Ｌを下回ったときには、設備ＣＰにおける現在の冷熱流体使用量（熱媒体使用量の一例）に１以上の係数αを乗じた値を必要な冷熱容量（Ｑ）と判定し、蓄積量が下方基準値Ｌよりも大きい所定の上方基準値Ｈを上回ったときには、設備ＣＰにおける現在の冷熱流体使用量に零以上で１以下の係数βを乗じた値βを必要な冷熱容量（Ｑ）と判定する。
(Necessary cooling amount determination step)
In this step, the cooling capacity (Q) required in the equipment CP is determined. As the determination method, basically, when the amount of the cold fluid accumulated in the cold buffer tank BT falls below the lower reference value L specified in the next paragraph, the current cold fluid usage (heat medium usage) in the equipment CP. 1) is multiplied by a coefficient α of 1 or more to determine the necessary cooling capacity (Q), and when the accumulated amount exceeds a predetermined upper reference value H that is larger than the lower reference value L, A value β obtained by multiplying the amount of the cooling fluid used by a coefficient β of 0 or more and 1 or less is determined as a necessary cooling capacity (Q).
より具体的には、以下の方法をとる。先ず、予め、冷熱バッファタンクＢＴ内における冷熱流体の量を表す値として、冷熱バッファタンクＢＴの容量の１００％を少し下回る値を上限値ＨＨ、０％を少し上回る値を下限値ＬＬ、上限値ＨＨと下限値ＬＬの間に位置する下方基準値Ｌ、上限値ＨＨと下方基準値Ｌの間に位置する上方基準値Ｈを予め設定しておき、冷熱バッファタンクＢＴには、これらの冷熱流体の量が上述した４種類の量に達したことを判定する手段として、互いに設置高さの異なる４つの液面センサ（不図示）を設けておく。 More specifically, the following method is taken. First, as a value representing the amount of the cooling fluid in the cooling buffer tank BT, a value slightly lower than 100% of the capacity of the cooling buffer tank BT is an upper limit value HH, a value slightly exceeding 0% is a lower limit value LL, and an upper limit value. A lower reference value L located between HH and the lower limit value LL, and an upper reference value H located between the upper limit value HH and the lower reference value L are set in advance, and these cooling fluids are stored in the cooling buffer tank BT. As means for determining that the amount has reached the above-described four types, four liquid level sensors (not shown) having different installation heights are provided.
そして、前述したように、冷熱バッファタンクＢＴに蓄積中の冷熱流体の液面が下方基準値Ｌを上方から下方に超えるとき（図１で矢印Ａの発生）には、冷熱生成部ＲＳが生成している冷熱量よりも設備ＣＰで使用している量の方が多いことを示すため、冷熱バッファタンクＢＴから設備ＣＰに向かう冷熱流体の流路３に介装された流量計１０で測定された設備ＣＰにおける現在の冷熱流体使用量に１以上の係数αを乗じた値を必要な冷熱容量（Ｑ）と判定し、液面が上方基準値Ｈを下方から上方に超えるとき（図１で矢印Ｂの発生）には、冷熱生成部ＲＳが生成している冷熱量が設備ＣＰで使用している量より多いことを示すため、現在の冷熱流体使用量に零以上で１以下の係数βを乗じた値を必要な冷熱容量（Ｑ）と判定する。
As described above, when the liquid level of the cold fluid accumulated in the cold buffer tank BT exceeds the lower reference value L from the upper side to the lower side (occurrence of arrow A in FIG. 1), the cold heat generation unit RS is generated. In order to show that the amount used in the equipment CP is larger than the amount of cold heat being used, it is measured by the
以上の手順で判定された必要な冷熱容量（Ｑ）を冷熱生成部ＲＳで作らせれば、一般に、上方基準値Ｈ付近と下方基準値Ｌ付近との間の範囲を上下に変動することが予測されるが、何らかの理由で、最も高い位置に配置された液面センサによって冷熱流体の量が上限値ＨＨを上回ったことが判定されたときは、バッファ冷熱量としては十分に存在するため使用側の状況に関わらず冷凍機の全台数（Ｎ）の運転を停止させる。 If the required heat capacity (Q) determined in the above procedure is generated by the heat generation unit RS, it is generally predicted that the range between the upper reference value H and the lower reference value L will fluctuate up and down. However, if for some reason, the liquid level sensor arranged at the highest position determines that the amount of the chilled fluid exceeds the upper limit HH, the buffer side is sufficiently used as the amount of chilled heat. Regardless of the situation, the operation of all the refrigerators (N) is stopped.
他方、何らかの理由で、最も低い位置に配置された液面センサによって冷熱流体の量が下限値ＬＬを下回ったときは、バッファ量としては枯渇しているため、現場の使用量に関わらず、冷凍機の全台数（Ｎ）を最大能力（１００％）で運転させる。 On the other hand, when the amount of the cold fluid falls below the lower limit value LL due to the liquid level sensor arranged at the lowest position for some reason, the buffer amount is depleted. Operate all units (N) with maximum capacity (100%).
（運転総容量判定ステップ）
本ステップでは、先行する必要冷熱量判定ステップによって判定された冷熱容量（Ｑ）に対応して必要となる冷熱生成部ＲＳの運転容量、すなわち冷凍機Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎの全台数による運転総容量（Ｚ％）を判定する。
図２のグラフは、冷凍機Ｒにおける運転容量を横軸、ＣＯＰを縦軸とする運転効率曲線を示す。この図２から理解されるように、冷凍機ＲのＣＯＰは運転容量によって変動して、運転効率曲線は上向きに突出した曲線を描き、ＣＯＰ（運転効率）が極大となる所定の最適運転容量（Ｙ％）を備えている。
そこで、可能な限りＣＯＰが極大値をとる運転容量で運転させるが、必要運転容量は満たす必要がある、という条件に基づいて、冷熱生成部ＲＳに対して要求される運転容量は以下のように定めることができる。
(Total operation capacity judgment step)
In this step, the operating capacity of the cold heat generation unit RS required corresponding to the cold heat capacity (Q) determined in the preceding required cold heat amount determination step, that is, the total number of refrigerators R1, R2,. Determine the total operating capacity (Z%).
The graph of FIG. 2 shows an operating efficiency curve with the operating capacity in the refrigerator R as the horizontal axis and the COP as the vertical axis. As can be understood from FIG. 2, the COP of the refrigerator R varies depending on the operating capacity, the operating efficiency curve draws an upwardly protruding curve, and a predetermined optimum operating capacity (maximum COP (operating efficiency)) ( Y%).
Therefore, based on the condition that the COP has a maximum operating capacity as much as possible, but the required operating capacity needs to be satisfied, the operating capacity required for the cold heat generation unit RS is as follows: Can be determined.
必要冷熱量判定ステップによって判定された必要冷熱量をＱ、冷凍機Ｒの１台あたりの最大能力をＰ、冷凍機Ｒの台数をＮとすると、必要冷熱量Ｑを満たす最小の運転容量Ｘ［％］は以下のように表すことができる。
Ｘ［％］＝Ｑ÷（Ｐ×Ｎ）×１００ ――― 数式（１）
Assuming that the required amount of cooling determined in the required amount of cooling heat determination step is Q, the maximum capacity per unit of the refrigerator R is P, and the number of refrigerators R is N, the minimum operating capacity X [ %] Can be expressed as follows:
X [%] = Q ÷ (P × N) × 100 ――― Formula (1)
また、ＣＯＰ極大を取る運転容量をＹ［％］とすると、定めるべき運転容量Ｚ［％］は次式によって表現できる。
Ｚ［％］＝ｍａｘ（Ｘ，Ｙ） ―――――― 数式（２）
Further, if the operating capacity that takes the COP maximum is Y [%], the operating capacity Z [%] to be determined can be expressed by the following equation.
Z [%] = max (X, Y) ―――――― Formula (2)
数式（２）から理解されるように、結論として、運転総容量判定ステップでは、必要冷熱量判定ステップによって判定された冷熱容量（Ｑ）を冷凍機の１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、冷凍機Ｒの最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値が求めるべき運転総容量（Ｚ％）となる。 As understood from the mathematical formula (2), as a conclusion, in the total operation capacity determination step, the cooling capacity (Q) determined in the necessary cooling amount determination step is set to the maximum operating capacity per one refrigerator and the total number ( N), the larger of the minimum operating capacity (X%) obtained by dividing by the product and the optimum operating capacity (Y%) of the refrigerator R is the total operating capacity (Z%) to be obtained. .
（稼働台数判定ステップ）
本ステップでは、先行する運転総容量判定ステップによって判定された必要な運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適した冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）を判定する。
先行する運転総容量判定ステップで定義したように、必要冷熱量はＱ、冷凍機Ｒの１台あたりの能力はＰであるため、仮に冷凍機Ｒを最大能力つまり運転容量１００％で運転する場合、最大効率での運転に適した稼働台数（Ｎｒ）は次の式で与えられる。
稼働台数（Ｎｒ）＝Ｑ÷Ｐ ――――――― 数式（３）
(Operation number judgment step)
In this step, the number of operating refrigerators (Nr) suitable for operation at the maximum efficiency is determined based on the required total operation capacity (Z%) determined in the preceding operation total capacity determination step.
As defined in the preceding operation total capacity determination step, the required amount of cold heat is Q, and the capacity of each refrigerator R is P. Therefore, when the refrigerator R is operated at the maximum capacity, that is, the operation capacity 100%. The number of operating units (Nr) suitable for operation at maximum efficiency is given by the following equation.
Number of operating units (Nr) = Q ÷ P ――――――― Formula (3)
しかし、実際は最も高い効率を得るためには、運転総容量判定ステップで求めた運転容量で運転させるべきであるため、１００％ではなくＺ［％］で運転させることになる。
よって、結論として、適切な冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）は、数式（３）によって与えられる値よりも大きくなり、次の数式で与えられる。
稼働台数（Ｎｒ）＝Ｑ÷Ｐ÷Ｚ ――――― 数式（４）
However, in actuality, in order to obtain the highest efficiency, the operation capacity obtained in the operation total capacity determination step should be operated, so that the operation is performed with Z [%] instead of 100%.
Therefore, as a conclusion, the appropriate number (Nr) of operating refrigerators R is larger than the value given by Equation (3) and given by the following equation.
Number of operating units (Nr) = Q ÷ P ÷ Z ――――― Formula (4)
すなわち、例えば、必要な冷熱量容（Ｑ）が５００ｋＷで、冷凍機１台あたりの最大能力（Ｐ）が１００ｋＷで、運転総容量（Ｚ％）が５０％である場合、適切な冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）は、５００（ｋＷ）÷１００（ｋＷ）÷５０（％）＝１０台となる。 That is, for example, when the required amount of cold heat (Q) is 500 kW, the maximum capacity (P) per refrigerator is 100 kW, and the total operating capacity (Z%) is 50%, an appropriate refrigerator R The number of operating units (Nr) is 500 (kW) ÷ 100 (kW) ÷ 50 (%) = 10 units.
（実際の運転への反映）
本ステップは、前述した３つのステップで得られた判断を実際の冷凍機Ｒの運転に反映させるためのステップである。
先ず、稼動に供させる冷凍機Ｒの台数については、上記の稼働台数判定ステップで求められた稼働台数（Ｎｒ）の数値を、指令信号として冷熱生成部ＲＳのシーケンサに入力すればよい。
(Reflect to actual driving)
This step is a step for reflecting the judgment obtained in the above-described three steps in the actual operation of the refrigerator R.
First, as for the number of refrigerators R to be used for operation, the numerical value of the operating number (Nr) obtained in the operating number determining step may be input to the sequencer of the cold heat generation unit RS as a command signal.
他方、稼動させる冷凍機Ｒに対して指示する運転容量については工夫が必要となる。
すなわち、冷凍機Ｒの運転容量は、冷凍機Ｒの外部から操作可能なパラメータではなく、冷凍機Ｒ自身が周辺の環境（外気温度などの外的条件）と、何トンの水を何℃から何℃まで冷やすかによって、その時の仕事量の負荷を比率で表したものである。
そこで、本発明では、冷凍機Ｒに対して実行させたい運転容量を、冷凍機Ｒに与える仕事量を変化させることでコントロールするという方法をとる。
On the other hand, it is necessary to devise an operation capacity to be instructed to the refrigerator R to be operated.
In other words, the operating capacity of the refrigerator R is not a parameter that can be operated from the outside of the refrigerator R, but the refrigerator R itself is in the surrounding environment (external conditions such as the outside air temperature) and how many tons of water from how many degrees Celsius. The work load at that time is expressed as a ratio according to how much it is cooled down.
Therefore, in the present invention, a method of controlling the operating capacity desired to be executed for the refrigerator R by changing the amount of work given to the refrigerator R is adopted.
ところで、冷凍機Ｒの仕事量は冷却すべき熱量ＱTによって定まるが、冷凍機への供給流量をＦin、冷凍機入口温度をＴin、冷凍機出口温度をＴoutとすれば、その熱量ＱTは以下の式で表せる。
ＱT＝Ｆin×（Ｔin−Ｔout） ――― 数式（５）
By the way, the work amount of the refrigerator R is determined by the heat quantity Q T to be cooled. If the supply flow rate to the refrigerator is F in , the refrigerator inlet temperature is T in , and the refrigerator outlet temperature is T out , the amount of heat Q T can be expressed by the following equation.
Q T = F in × (T in −T out ) ――― Formula (5)
しかし、上式の中で、冷凍機出口温度Ｔoutは冷却したい目的温度と同義で変動させることはできないため、冷却熱量を変化させるには冷凍機への供給流量Ｆinもしくは冷凍機入口温度Ｔinを変化させる必要がある。
仮に冷凍機Ｒの数が少ない場合は、冷凍機Ｒへの供給流量Ｆinを変化させることもできるが、本発明が対象とする冷熱供給システムのように、比較的多数台の冷凍機Ｒが存在し、かつ、設備ＣＰに含まれる冷熱使用機器の種類や数も多岐にわたる場合は、もしも冷凍機Ｒへの供給流量Ｆinを変化させると、システム全体の流量バランスや圧力バランスが大きく変動して、安定的にシステム稼働できない虞が大きい。
そこで、本発明では、冷凍機入口温度Ｔin（ヒートポンプの入力部の温度の一例）をコントロールすることで冷却熱量を変化させて、冷凍機Ｒによる所望の運転容量を実現させることとする。
However, in the above equation, refrigerator for outlet temperature T out can not be varied synonymous with target temperature to be cooled, the supply flow rate F in or refrigerator inlet temperature T of the varying cooling heat of the refrigerator it is necessary to change the in.
If when the number of the refrigerator R is small, but may also alter the supply flow rate F in to the refrigerator R, as in the cold supply system to which the present invention is applied, a relatively large number stand refrigerator R exists, and, if the type and number of cold using equipment included in the equipment CP also diverse is if varying the supply flow rate F in to the refrigerator R, greatly vary the flow rate balance and pressure balance of the entire system Therefore, there is a high possibility that the system cannot be stably operated.
Therefore, in the present invention, the cooling heat amount is changed by controlling the refrigerator inlet temperature T in (an example of the temperature of the input part of the heat pump), and a desired operating capacity by the refrigerator R is realized.
冷却すべき熱量ＱTに対応する冷凍機Ｒの仕事量が１００ｋＷで、冷凍機Ｒに対して要求される冷熱条件が、冷凍機入口温度Ｔin＝１０℃を冷凍機出口温度Ｔout＝５℃まで冷却するものである場合、数式（５）からＦin＝２０が与えられ、このＦinの値を一定に保つという条件を満たすには、冷凍機Ｒ１を運転容量５０％で運転させたい場合はＴinを７．５℃に下げればよく、運転容量を９０％にしたい場合はＴinを９．５℃にすればよいことが分かる。 The work amount of the refrigerator R corresponding to the heat quantity Q T to be cooled is 100 kW, and the cooling condition required for the refrigerator R is that the refrigerator inlet temperature T in = 10 ° C. and the refrigerator outlet temperature T out = 5 In the case of cooling to 0 ° C., F in = 20 is given from Equation (5), and in order to satisfy the condition that the value of F in is kept constant, the refrigerator R1 is to be operated at an operating capacity of 50%. In this case, T in may be lowered to 7.5 ° C., and it is understood that T in may be reduced to 9.5 ° C. when the operating capacity is desired to be 90%.
なお、このように冷凍機入口温度Ｔinをコントロールするための具体的な手法として次の方法が可能である。すなわち、図１に示すように、冷熱生成部ＲＳ（または冷凍機Ｒ）から冷熱バッファタンクＢＴに向かう冷熱供給流路２Ｃと、冷熱バッファタンクＢＴから冷熱生成部ＲＳ（または冷凍機Ｒ）に向かう冷熱戻り流路５Ｃとの間を、１本のバイパス路６によって接続し、冷熱戻り流路５Ｃとバイパス路６との接続部に三方弁Ｖを設け、冷熱戻り流路５Ｃと５Ｂとの接続部付近に流路内の液温を検出する温度センサＳTを設けておく。
In addition, the following method is possible as a specific method for controlling the refrigerator inlet temperature Tin in this way. That is, as shown in FIG. 1, a cold heat supply channel 2 </ b> C that goes from the cold heat generator RS (or the refrigerator R) to the cold buffer tank BT, and a cold heat generator tank RS that goes to the cold heat generator RS (or the refrigerator R). The cold return channel 5C is connected by a
三方弁Ｖの操作角度によって、冷熱バッファタンクＢＴから冷熱生成部ＲＳの冷凍機Ｒに進入する冷熱流体の量と、冷熱バッファタンクＢＴからバイパス路Ｒに進入する冷熱流体の量との比率を制御することが可能となるので、温度センサＳTによる検出結果に応じて三方弁Ｖを操作するフィードバック制御を行うことで、結果的に、冷熱戻り流路５Ｃから各冷凍機Ｒの入力部に供給される冷熱流体の温度、言い換えれば冷凍機入口温度Ｔinを所望の値に調整することが可能となる。 The operation angle of the three-way valve V controls the ratio between the amount of cold fluid entering the refrigerator R of the cold heat generator RS from the cold buffer tank BT and the amount of cold fluid entering the bypass R from the cold buffer tank BT. since it becomes possible to, by performing the feedback control to operate the three-way valve V in accordance with the detection result by the temperature sensor S T, consequently, supplied from the cold return channel 5C to an input of each of the refrigerator R It is the cold heat fluid temperature, the refrigerator inlet temperature T in other words it is possible to adjust to a desired value.
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、第１実施形態に関して前述した３つのステップの中で、必要冷熱量判定ステップ（１）と稼働台数判定ステップ（３）とは第１実施形態と共通であり、第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、運転総容量判定ステップ（２）の内容と、これらの３つのステップの他に散水判定ステップが設けてある点である。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, among the three steps described above with respect to the first embodiment, the necessary amount of cold heat determination step (1) and the number of operating units determination step (3) are common to the first embodiment, and the second embodiment The difference from the first embodiment is that the total operation capacity determination step (2) and the watering determination step are provided in addition to these three steps.
前述したように、本発明による冷熱供給システムでは、冷凍機Ｒとして空冷式冷凍機が用いられているため、冷凍機Ｒが曝される外気温度などに応じて散水操作を実施することで運転効率の向上を図ることができる。すなわち、外気温度が所定の基準温度（例えば３０℃）を超える場合は、冷凍機Ｒによる散水操作を行うことで、そこで発生する気化熱によって周辺気温が低下するため、ＣＯＰの著しい低下を防ぐことができる。尚、外気温度が基準温度以下の場合は、散水による効果を期待できないので、散水は行わない。 As described above, in the cold energy supply system according to the present invention, since an air-cooled refrigerator is used as the refrigerator R, the operation efficiency is achieved by performing the watering operation according to the outside air temperature to which the refrigerator R is exposed. Can be improved. In other words, when the outside air temperature exceeds a predetermined reference temperature (for example, 30 ° C.), the water temperature is lowered by the watering operation by the refrigerator R, and the ambient temperature is lowered by the heat of vaporization generated there, thereby preventing a significant drop in COP. Can do. In addition, when the outside air temperature is equal to or lower than the reference temperature, water spraying is not performed because the effect of water spraying cannot be expected.
第２実施形態では、周辺温度などの条件次第で散水操作を行う方法を採用することとし、以下では、その場合における運転総容量判定ステップ（２）の内容について解説する。
図３のグラフは冷凍機Ｒの周辺温度が所定の基準温度以上であるために散水操作が行われる場合（散水ＯＮモード）の運転効率曲線を示し、図４のグラフは冷凍機Ｒの周辺温度が所定の基準温度未満であるために散水操作を行わない場合（散水ＯＦＦモード）の運転効率曲線を示す。
In the second embodiment, a method of performing a watering operation depending on conditions such as the ambient temperature is adopted, and the content of the operation total capacity determination step (2) in that case will be described below.
The graph of FIG. 3 shows an operating efficiency curve when the watering operation is performed (watering ON mode) because the ambient temperature of the refrigerator R is equal to or higher than a predetermined reference temperature, and the graph of FIG. Shows an operation efficiency curve when watering operation is not performed because water temperature is lower than a predetermined reference temperature (watering OFF mode).
尚、図３に示されるように、散水ＯＮモードでも、冷凍機Ｒの運転容量が冷凍機Ｒ固有の或る基準値よりも低い場合は、たとえ外気温度が高くても散水操作によるＣＯＰの向上は得られ難いため、散水は運転容量が所定の基準値（ＹON％）を超える領域でのみ実施される。 As shown in FIG. 3, even in the watering ON mode, when the operating capacity of the refrigerator R is lower than a certain reference value unique to the refrigerator R, the COP is improved by the watering operation even if the outside air temperature is high. Therefore, watering is performed only in the region where the operating capacity exceeds the predetermined reference value (Y ON %).
また、図３に示されるように、散水ＯＮモードでは、運転容量が基準値（ＹON％）を超えると同時に、散水によってＣＯＰは飛躍的に高いレベルとなるが、運転容量が基準値（ＹON％）から更に増えると、ＣＯＰは次第に低下する。但し、運転容量が基準値以上の領域で図３と図４を比較すると、散水ＯＮモードで散水が実施された場合は、散水ＯＦＦモードでのＣＯＰよりも必ず高いＣＯＰが得られることが理解できる。 In addition, as shown in FIG. 3, in the watering ON mode, the operating capacity exceeds the reference value (Y ON %), and at the same time, the COP is drastically increased by watering, but the operating capacity is the reference value (Y If it further increases from ON %), the COP gradually decreases. However, when FIG. 3 and FIG. 4 are compared in a region where the operation capacity is equal to or greater than the reference value, it can be understood that when watering is performed in the watering ON mode, a COP higher than the COP in the watering OFF mode is surely obtained. .
したがって、同じ外気温において、冷凍機Ｒが散水ＯＮになると、すなわち、外気温度さえ散水できる条件を満たしていれば、散水ＯＮで運転させた方が高いＣＯＰを得られることになる。外気はコントロールできないが、運転容量は自在に操作できるため、よい運転効率を得るためには、温度条件さえ成立すれば運転容量をコントロールすることで、散水に適した条件が満たされるように導くべきである。 Therefore, when the refrigerator R is turned on at the same outside air temperature, that is, if the conditions for allowing water to be sprinkled are satisfied, a higher COP can be obtained by operating with the watering turned on. Although the outside air cannot be controlled, the operating capacity can be freely controlled, so in order to obtain good operating efficiency, the operating capacity should be controlled as long as the temperature condition is met, so that conditions suitable for watering should be satisfied. It is.
そこで、本発明の第２実施形態では、運転容量が基準値（ＹON％）を超えているか否かは考慮せずに、冷凍機Ｒ周辺の外気温度が上述の基準温度を超えているか否かの条件のみで、散水ＯＮモードと散水ＯＦＦモードの間の切り換えを行う。 Therefore, in the second embodiment of the present invention, whether or not the outside air temperature around the refrigerator R exceeds the above reference temperature without considering whether or not the operating capacity exceeds the reference value (Y ON %). Only under these conditions, switching between the watering ON mode and the watering OFF mode is performed.
散水ＯＮモードと散水ＯＦＦモードとのいずれを適用するかを、冷凍機Ｒ周辺の外気温度に基づいて判定する散水判定ステップは、必要冷熱量判定ステップ（１）よりも前に、または、必要冷熱量判定ステップ（１）と運転総容量判定ステップ（２）の間に実行させることができる。 The watering determination step for determining which of the watering ON mode and the watering OFF mode is applied based on the outside air temperature around the refrigerator R is performed before the necessary cooling amount determination step (1) or the necessary cooling heat. It can be executed between the quantity determination step (1) and the total operation capacity determination step (2).
（散水ＯＮモード時）
前述したように、図３に示されるように、散水ＯＮ域の運転容量帯領域においては、運転容量が大きくなるにつれてＣＯＰが低下するので、必要冷熱量を満たす最小の運転容量（Ｘ％）は、散水ＯＮする基準運転容量（ＹON％）よりも大きく、且つ、（１）必要冷熱量判定ステップによって判定された必要冷熱量Ｑを満たす最小の運転容量と定めればよいことになる。
(In sprinkling ON mode)
As shown in FIG. 3, as shown in FIG. 3, in the operating capacity range of the watering ON area, the COP decreases as the operating capacity increases, so the minimum operating capacity (X%) that satisfies the required amount of cold heat is The minimum operating capacity that is larger than the reference operating capacity (Y ON %) for watering ON and that satisfies the required cold energy amount Q determined by (1) the required cold energy amount determination step may be determined.
すなわち、必要冷熱量をＱ、冷凍機１台あたりの最大能力をＰ、冷凍機Ｒの全台数をＮとすると、必要冷熱量Ｑを満たす最小の運転容量Ｘ［％］は以下の式で表すことができる。
Ｘ［％］＝Ｑ÷（Ｐ×Ｎ）×１００ ―――― 数式（６）
That is, when the required amount of cold heat is Q, the maximum capacity per refrigerator is P, and the total number of refrigerators R is N, the minimum operating capacity X [%] that satisfies the required amount of cold energy Q is expressed by the following equation. be able to.
X [%] = Q ÷ (P × N) × 100 ―――― Equation (6)
また、散水ＯＮできる基準運転容量をＹon［％］とすると、定めるべき運転容量Ｚ［％］は次式によって表すことができる。
Ｚ［％］＝ｍａｘ（Ｘ，Ｙon） ―――――― 数式（７）
したがって、第２実施形態において後続する（３）稼働台数判定ステップでは、この数式（７）によって与えられるＺ［％］の値を、第１実施形態と共通の数式（４）に代入することで、適切な冷凍機Ｒの稼働台数（Ｎｒ）が得られる。
Further, if the reference operating capacity that can be turned on is Y on [%], the operating capacity Z [%] to be determined can be expressed by the following equation.
Z [%] = max (X, Y on ) ―――――― Equation (7)
Therefore, in the subsequent (3) number-of-operating-devices determining step in the second embodiment, the value of Z [%] given by the equation (7) is substituted into the equation (4) common to the first embodiment. An appropriate number (Nr) of operating refrigerators R can be obtained.
（散水ＯＦＦモード時）
他方、図４に示されるように、散水ＯＦＦモードでは、図２のグラフと同様に、冷凍機ＲのＣＯＰは運転容量によって変動して、運転効率曲線は単純に上向きに突出した曲線を描き、ＣＯＰが極大となる所定の最適運転容量を備えている。
そこで、可能な限りＣＯＰが極大値をとる運転容量で運転させるが、必要運転容量は満たす必要がある、という条件に基づいて、冷熱生成部ＲＳに対して要求される運転容量は、第１実施形態の場合と同様に、以下のように定めることができる。
(In watering OFF mode)
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the watering OFF mode, as in the graph of FIG. 2, the COP of the refrigerator R varies depending on the operation capacity, and the operation efficiency curve simply draws a curve protruding upward, A predetermined optimum operating capacity at which the COP is maximized is provided.
Therefore, based on the condition that the COP has a maximum operating capacity as much as possible, but the required operating capacity needs to be satisfied, the operating capacity required for the heat generation unit RS is the first implementation. As in the case of the form, it can be determined as follows.
必要冷熱量判定ステップによって判定された必要冷熱量をＱ、冷凍機Ｒの１台あたりの最大能力をＰ、冷凍機Ｒの台数をＮとすると、必要冷熱量Ｑを満たす最小の運転容量Ｘ［％］は以下のように表すことができる。
Ｘ［％］＝Ｑ÷（Ｐ×Ｎ）×１００ ―――― 数式（８）
Assuming that the required amount of cooling determined in the required amount of cooling heat determination step is Q, the maximum capacity per unit of the refrigerator R is P, and the number of refrigerators R is N, the minimum operating capacity X [ %] Can be expressed as follows:
X [%] = Q ÷ (P × N) × 100 ―――― Equation (8)
また、ＣＯＰ極大を取る運転容量をＹoff［％］とすると、定めるべき運転容量Ｚ［％］は次式によって表現できる。
Ｚ［％］＝ｍａｘ（Ｘ，Ｙoff） ――――― 数式（９）
Further, when the operation capacity for taking the COP maximum is Y off [%], the operation capacity Z [%] to be determined can be expressed by the following equation.
Z [%] = max (X, Y off ) ――――― Formula (9)
数式（９）から理解されるように、結論として、運転総容量判定ステップでは、必要冷熱量判定ステップによって判定された冷熱容量（Ｑ）を冷凍機の１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、冷凍機Ｒの最適運転容量（Ｙoff％）との大きい方の値が求めるべき運転総容量（Ｚ％）となる。 As understood from the mathematical formula (9), as a conclusion, in the total operation capacity determination step, the cooling capacity (Q) determined in the necessary cooling capacity determination step is set to the maximum operating capacity per one refrigerator and the total number ( N) and the total operating capacity (Z%) to be obtained as the larger value of the minimum operating capacity (X%) obtained by dividing by the product of N) and the optimum operating capacity ( Yoff %) of the refrigerator R Become.
本発明によるヒートポンプの運転方法は、容量制御機能を有する電気ヒートポンプなどの加熱手段（ヒートポンプの一例）と、同加熱手段によって加熱された温水や高温蒸気（熱媒体の一例）の温熱を利用する設備（例えば飲料や食品などを対象とした加熱殺菌設備など）とを備え、同加熱手段によって加熱された温水や高温蒸気が温熱バッファタンクを経て前記設備に供給される温熱供給システムにも適用可能である。 The operation method of the heat pump according to the present invention is a facility that uses heating means (an example of a heat pump) such as an electric heat pump having a capacity control function, and hot water or high-temperature steam (an example of a heat medium) heated by the heating means. (For example, a heat sterilization facility for beverages, foods, etc.), and can also be applied to a heat supply system in which hot water or high temperature steam heated by the heating means is supplied to the facility through a heat buffer tank. is there.
容量制御機能を有するヒートポンプと、同ヒートポンプによって作られた熱媒体を利用する所定の設備とを備え、ヒートポンプによって冷却または加熱された熱媒体は熱バッファタンクを経て設備に供給される熱供給システムにおける、ヒートポンプの運転方法に従来見られた課題を解決するための技術として利用可能な発明である。 A heat supply system comprising a heat pump having a capacity control function and a predetermined facility using a heat medium produced by the heat pump, wherein the heat medium cooled or heated by the heat pump is supplied to the facility via a heat buffer tank. It is an invention that can be used as a technique for solving the problems conventionally seen in the operation method of the heat pump.
３ 第２冷熱供給流路（熱供給流路）
４ 第２冷熱戻り流路（熱戻り流路）
６ バイパス路
１０ 流量計
２０ 制御装置
２１ 必要熱量判定部
２２ 運転総容量判定部
２３ 稼働台数判定部
Ｒ 冷凍機（Ｒ１，Ｒ２，...Ｒｎ、ヒートポンプ）
ＢＴ 冷熱バッファタンク（熱バッファタンク）
ＣＰ 設備
Ｈ 上方基準値
ＨＨ 上限値
Ｌ 下方基準値
ＬＬ 下限値
ＲＳ 冷熱生成部
ＳT 温度センサ
Ｔin 冷凍機入口温度（ヒートポンプ入力部の温度）
Ｖ 三方弁
3 Second cold supply channel (heat supply channel)
4 Second cold return channel (heat return channel)
6
BT Cold buffer tank (Heat buffer tank)
CP facilities H upper reference value HH upper limit L lower reference value LL lower limit RS cold generator S T Temperature sensor T in the refrigerator inlet temperature (temperature of the heat pump input)
V three-way valve
Claims (12)
互いに運転容量が等しく、且つ、少なくとも全台を最も運転効率の高い運転容量で稼動した場合の運転総容量が前記設備における最大需要を超えるように決められた台数（Ｎ）の前記ヒートポンプを前記バッファタンクに対して並列に接続し、
前記設備において必要とされる熱容量（Ｑ）を判定する必要熱量判定ステップと、
前記必要熱量判定ステップによって判定された熱容量（Ｑ）に応じたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定ステップと、
前記運転総容量判定ステップによって判定されたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適したヒートポンプの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定ステップと、を有し、
前記ヒートポンプはＣＯＰ（運転効率）が極大となる所定の最適運転容量（Ｙ％）を備えており、
前記運転総容量判定ステップでは、前記必要熱量判定ステップによって判定された熱容量（Ｑ）を前記ヒートポンプの１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、前記最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値を前記運転総容量（Ｚ％）とするヒートポンプ運転方法。 A heat pump having a capacity control function; and a predetermined facility that uses cold or hot heat of the heat medium cooled or heated by the heat pump, and the heat medium produced by the heat pump is supplied to the facility through a buffer tank. A method of operating the heat pump in a hot or cold supply system comprising:
The number of the heat pumps (N) determined so that the total operation capacity when the operation capacity is equal to each other and at least all the units are operated with the operation capacity with the highest operation efficiency exceeds the maximum demand in the facility is the buffer. Connected in parallel to the tank,
A necessary heat amount determination step for determining a heat capacity (Q) required in the facility;
A total operation capacity determination step for determining a total operation capacity (Z%) of the heat pump according to the heat capacity (Q) determined by the necessary heat amount determination step;
An operating unit determination step for determining the number of operating heat pumps (Nr) suitable for operation at maximum efficiency, based on the total operating capacity (Z%) of the heat pump determined in the operating total capacity determining step. ,
The heat pump has a predetermined optimum operating capacity (Y%) at which COP (operating efficiency) is maximized,
In the total operation capacity determination step, the minimum operation obtained by dividing the heat capacity (Q) determined in the necessary heat amount determination step by the product of the maximum operation capacity per unit of the heat pump and the total number (N). A heat pump operation method in which the larger value of the capacity (X%) and the optimum operation capacity (Y%) is the total operation capacity (Z%).
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が所定の下方基準値を下回ったときに、前記設備における現在の熱媒体使用量に１以上の係数αを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定し、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも大きい所定の上方基準値を上回ったときに、前記現在の熱媒体使用量に１以下の係数βを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定する請求項１に記載のヒートポンプ運転方法。 In the necessary heat amount determination step,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank falls below a predetermined lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount in the facility by a coefficient α of 1 or more is a necessary heat capacity (Q). Judgment,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank exceeds a predetermined upper reference value larger than the lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount by a coefficient β of 1 or less is required. The heat pump operation method according to claim 1, wherein the heat pump (Q) is determined.
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも低い下限値を下回ったときは、前記ヒートポンプの全台数（Ｎ）を最大能力で運転させる請求項２に記載のヒートポンプ運転方法。 When the amount of the heat medium accumulated in the buffer tank exceeds the upper limit value higher than the upper reference value, the operation of all the heat pumps (N) is stopped,
The heat pump operation method according to claim 2, wherein when the amount of the heat medium accumulated in the buffer tank falls below a lower limit value lower than the lower reference value, all the heat pumps (N) are operated with maximum capacity. .
少なくとも前記運転総容量判定ステップに先行して、周辺の外気温に基づいて、前記空冷式冷凍機を前記散水実施モードと前記散水非実施モードとのいずれで運転するか判定する散水判定ステップを有する請求項１から３のいずれか一項に記載のヒートポンプ運転方法。 The heat pump is an air-cooled refrigerator that is operated in a watering execution mode when the ambient outside air temperature is equal to or higher than a reference value, and is operated in a watering non-execution mode when the ambient outside air temperature is less than the reference value.
Prior to at least the operation total capacity determination step, it has a watering determination step of determining whether the air-cooled refrigerator is operated in the watering execution mode or the watering non-execution mode based on the ambient outside air temperature. The heat pump operation method according to any one of claims 1 to 3.
前記熱戻り流路と前記バイパス路との接続部に三方弁を設け、
前記三方弁の操作角度によって、前記ヒートポンプに進入する熱媒体の量と、前記バイパス路に進入する熱媒体の量との比率を制御することで、前記入力部に供給される熱媒体の温度調整を実施する請求項５に記載のヒートポンプ運転方法。 A heat supply path from the heat pump toward the buffer tank and a heat return path from the buffer tank toward the heat pump are connected by a bypass path,
A three-way valve is provided at the connection between the heat return channel and the bypass channel,
The temperature adjustment of the heat medium supplied to the input unit is controlled by controlling the ratio of the amount of the heat medium entering the heat pump and the amount of the heat medium entering the bypass path according to the operation angle of the three-way valve. The heat pump operation method according to claim 5 which implements.
互いに運転容量が等しく、且つ、少なくとも全台を最も運転効率の高い運転容量で稼動した場合の運転総容量が前記設備における最大需要を超えるように決められた台数（Ｎ）の前記ヒートポンプが前記バッファタンクに対して並列に接続されており、
前記設備において必要とされる熱容量（Ｑ）を判定する必要熱量判定部と、前記必要熱量判定部によって判定された熱容量（Ｑ）に応じたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）を判定する運転総容量判定部と、前記運転総容量判定部によって判定されたヒートポンプの運転総容量（Ｚ％）に基づいて、最大効率での運転に適したヒートポンプの稼働台数（Ｎｒ）を判定する稼働台数判定部とを有する制御装置を備え、
前記ヒートポンプはＣＯＰ（運転効率）が極大となる所定の最適運転容量（Ｙ％）を備えており、
前記運転総容量判定部は、前記必要熱量判定部によって判定された熱容量（Ｑ）を前記ヒートポンプの１台当たりの最大運転容量と全台数（Ｎ）との積で割ることによって得られる最小の運転容量（Ｘ％）と、前記最適運転容量（Ｙ％）との大きい方の値を前記運転総容量（Ｚ％）とする熱供給システム。 A heat pump having a capacity control function; and a predetermined facility that uses cold or hot heat of the heat medium cooled or heated by the heat pump, and the heat medium produced by the heat pump is supplied to the facility through a buffer tank. A heat supply system,
The heat pumps of the number (N) determined so that the total operation capacity when the operation capacity is equal to each other and at least all the units are operated with the operation capacity with the highest operation efficiency exceeds the maximum demand in the facility is the buffer. Connected in parallel to the tank,
A required heat quantity determination unit that determines the heat capacity (Q) required in the facility, and a total operation capacity that determines the total operation capacity (Z%) of the heat pump according to the heat capacity (Q) determined by the required heat quantity determination unit. A capacity determining unit and an operating number determining unit for determining the number of operating heat pumps (Nr) suitable for operation at maximum efficiency based on the total operating capacity (Z%) of the heat pump determined by the total operating capacity determining unit And a control device having
The heat pump has a predetermined optimum operating capacity (Y%) at which COP (operating efficiency) is maximized,
The total operation capacity determination unit is the minimum operation obtained by dividing the heat capacity (Q) determined by the necessary heat amount determination unit by the product of the maximum operation capacity per unit of the heat pump and the total number (N). A heat supply system in which the larger value of the capacity (X%) and the optimum operating capacity (Y%) is the total operating capacity (Z%).
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が所定の下方基準値を下回ったときに、前記設備における現在の熱媒体使用量に１以上の係数αを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定し、
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも大きい所定の上方基準値を上回ったときに、前記現在の熱媒体使用量に１以下の係数βを乗じた値を必要な熱容量（Ｑ）と判定する請求項７に記載の熱供給システム。 The necessary heat amount determination unit
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank falls below a predetermined lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount in the facility by a coefficient α of 1 or more is a necessary heat capacity (Q). Judgment,
When the amount of the heat medium stored in the buffer tank exceeds a predetermined upper reference value larger than the lower reference value, a value obtained by multiplying the current heat medium use amount by a coefficient β of 1 or less is required. The heat supply system according to claim 7, wherein the heat supply system is determined to have a heat capacity (Q).
前記バッファタンクに蓄積中の熱媒体の量が前記下方基準値よりも低い下限値を下回ったときは、前記ヒートポンプの全台数（Ｎ）が最大能力で運転される請求項８に記載の熱供給システム。 When the amount of the heat medium accumulated in the buffer tank exceeds the upper limit value higher than the upper reference value, the operation of all the heat pumps (N) is stopped,
9. The heat supply according to claim 8, wherein when the amount of the heat medium stored in the buffer tank falls below a lower limit value lower than the lower reference value, all the heat pumps (N) are operated at the maximum capacity. system.
少なくとも前記運転総容量判定部による判定に先行して、周辺の外気温に基づいて、前記空冷式冷凍機を前記散水実施モードと前記散水非実施モードとのいずれで運転するか判定する散水判定部を有する請求項７から９のいずれか一項に記載の熱供給システム。 The heat pump is an air-cooled refrigerator that is operated in a watering execution mode when the ambient outside air temperature is equal to or higher than a reference value, and is operated in a watering non-execution mode when the ambient outside air temperature is less than the reference value.
Prior to at least the determination by the total operation capacity determination unit, a watering determination unit that determines whether the air-cooled refrigerator is operated in the watering execution mode or the watering non-execution mode based on the ambient outside air temperature. The heat supply system according to claim 7, comprising:
前記熱戻り流路と前記バイパス路との接続部に三方弁が設けられており、
前記制御装置は、前記三方弁の操作角度によって、前記ヒートポンプに進入する熱媒体の量と、前記バイパス路に進入する熱媒体の量との比率を制御することで、前記入力部に供給される熱媒体の温度調整を実施する請求項１１に記載の熱供給システム。 A heat supply flow path from the heat pump toward the buffer tank and a heat return flow path from the buffer tank to the heat pump are connected by a bypass path,
A three-way valve is provided at the connection between the heat return channel and the bypass channel,
The control device is supplied to the input unit by controlling a ratio between the amount of the heat medium entering the heat pump and the amount of the heat medium entering the bypass path according to an operation angle of the three-way valve. The heat supply system according to claim 11, wherein the temperature of the heat medium is adjusted.
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